高中化学填空题

FeCl₃具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1）FeCl₃净水的原理是               。FeCl₃溶液腐蚀钢铁设备，除H^＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）                  。
（2）为节约成本，工业上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂废液得到FeCl₃。
①若酸性FeCl₂废液中c(Fe²⁺）=2.0×10^-2mol·L^-1, c(Fe³⁺）=1.0×10^-3mol·L^-1, c(Cl^-）=5.3×10^-2mol·L^-1,则该溶液的PH约为            。
②完成NaClO₃氧化FeCl₂的离子方程式：
ClO₃^-+Fe^2＋+          = Cl^－+ Fe^3＋+           .
（3）FeCl₃在溶液中分三步水解：
Fe^3＋+H₂O Fe(OH）²⁺+H^＋    K₁
Fe(OH）²⁺+H₂OFe(OH）₂⁺+H^＋    K₂
Fe(OH）⁺+H₂OFe(OH）₃+H^＋       K₃
以上水解反应的平衡常数K₁、K₂、K₃由大到小的顺序是            。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：
xFe³⁺+yH₂OFe_x(OH）_y^(3x-y）++yH⁺
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）          。
a．降温   b．加水稀释   c．加入NH₄Cl   d．加入NaHCO₃
室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是          。
（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L^-1）表示]的最佳范围约为           mg·L^-1。

(8分)取NaHCO₃和Na₂O₂的固体混合物x g放入一密闭容器中加热至250℃，充分反应后排出所有气体。将反应后的固体分成完全相同的两份，将其中一份投入到足量的BaCl₂溶液中，最后可得到3.94g沉淀。另一份溶于适量的水，无气体放出，再向水溶液中缓慢逐滴加入某物质的量浓度的盐酸，产生气体与所加盐酸体积之间的关系如下图所示。试回答下列问题：

（1）加入盐酸后总共产生的气体在标准状况下的体积为__________________L；
（2）盐酸中HCl的物质的量浓度__________________；
（3）反应后的固体的成分（填化学式）__________________；
（4）x=_____________。

氢气是一种清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
（1）纳米级的Cu₂O可作为太阳光分解水的催化剂。一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu₂O并通入0.10mol水蒸气发生反应：2H₂O(g)2H₂(g)＋O₂(g)△H = +484kJ·mol^—1，不同时段产生O₂的量见下表：

时间/min	20	40	60	80
n(O2)/mol	0.0010	0.0016	0.0020	0.0020

上述反应过程中能量转化形式为光能转化为            能，达平衡过程中至少需要吸收光能为             kJ。
（2）现有反应：CO(g)+ H₂O(g) CO₂(g)+ H₂(g)  △H<0，在相同温度和相同体积下进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：

物质的量	CO	H2 O	CO2	H2
甲	a mol	a mol	0 mol	0 mol
乙	0mol	0 mol	2a mol	a mol
丙	0 mol	0 mol	a mol	a mol
丁	a mol	a mol	a mol	a mol

 
上述四种情况达到平衡后，甲、乙、丙、丁容器中n(CO)的大小顺序为           。
（3）金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H₂还原WO₃得金属钨，总反应为WO₃ (s) + 3H₂ (g)W (s) + 3H₂O (g)。请回答下列问题：
①某温度下反应达平衡时，H₂与水蒸气的体积比为2:3，则H₂的平衡转化率为              。
②上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：

温度	25℃  ~  550℃  ~  600℃  ~  700℃
主要成份	WO3      W2O5      WO2        W

假设WO₃完全转化为W，则三个阶段消耗H₂物质的量之比为              。
③钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I₂可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：W (s) +2I₂ (g)WI₄ (g)。下列说法正确的有               （填字母）。
A．灯管内的I₂可循环使用
B．WI₄在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上
C．WI₄在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长
D．温度升高时，WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率减慢

分高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：

（1）反应①应在温度较低的情况下进行。因在温度较高时KOH 与Cl₂反应生成的是KClO₃。写出在温度较高时KOH 与Cl₂反应的化学方程式                           ，当反应中转移5 mol电子时，消耗的氯气是                   mol。
（2）在反应液I中加入KOH固体的目的是                     （填编号）。

A．与反应液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

C．为下一步反应提供碱性的环境

D．使KClO3转化为 KClO

（3）从溶液II中分离出K₂FeO₄后，还会有副产品KNO₃、KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为                             。
（4）如何判断K₂FeO₄晶体已经洗涤干净                               。
（5）高铁酸钾(K₂FeO₄)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，其离子反应是：       FeO₄²¯ +      H₂O =        Fe(OH)₃(胶体) +     O₂↑ +         ，完成并配平上述反应的离子方程式。

氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。

请回答下列问题：
（1）氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理。
①氯化铁做净水剂______________________；
②用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板_________________________。
（2）吸收剂X的化学式为                    ；氧化剂Y的化学式为____________。
（3）碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为2KOH+Na₂FeO₄＝K₂FeO₄+2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因_____            。
（5）K₂FeO₄在水溶液中易发生反应：4FeO₄²+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH+3O₂↑。在提纯K₂FeO₄时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用                   （填序号）。

A．H2O

B．稀KOH溶液、异丙醇

C．NH4Cl溶液、异丙醇

D．Fe(NO3)3溶液、异丙醇

（6）可用滴定分析法测定粗K₂FeO₄的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO₄^2-＋CrO₂^-＋2H₂OCrO₄^2-＋Fe(OH)₃↓＋OH^-
②2CrO₄^2-＋2H^＋Cr₂O₇^2-＋H₂O
③Cr₂O₇^2-＋6Fe^2＋＋14H^＋2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O
现称取1．980 g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后过滤滤液定容于250 mL容量瓶中。每次取25．00 mL加入稀硫酸酸化，用0．1000 mol/L的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18．93 mL。则上述样品中高铁酸钾的质量分数为             。

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。研究铁及其化合物的应用意义重大。
I.水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关。
（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na₂FeO₄）改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_______________。
（2）碱式硫酸铁［Fe（OH）SO₄］是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

回答下列问题：
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式___________。
②加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为____________。
③在实际生产中，反应II常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若通入5.6L O₂（标准状况），则相当于节约NaNO₂的质量为____________g。
④碱式硫酸铁溶于水后产生的［Fe（OH）］²⁺离子，可部分水解生成［Fe₂（OH）₄］²⁺聚合离子。该水解反应的离子方程式为___________。
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料。已知磷酸亚铁锂电池总反应为：
FePO₄+LiLiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li⁺。试写出该电池充电时的阳极反应式____________。常温下以该电池为电源电解200mL饱和食盐水，当消耗1.4g Li时，溶液的pH为____________。（忽略溶液的体积变化）。

煤是一种重要的化工原料，人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中。
（1）已知：

①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）   △H=+131.3kJ·mol^﹣1
②CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g） △H=+41.3kJ·mol^﹣1
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为                 。
该反应在           （填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行．
（2）有人利用炭还原法处理氮氧化物，发生反应C（s）+2NO（g） N₂（g）+CO₂（g）．向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T₁℃时，不同时间测得各物质的浓度如下表所示：

	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0．25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

①10～20min内，N₂的平均反应速率v（N₂）=                      ．
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是__________（填字母序号）．
A．通入一定量的NO        B．加入一定量的活性炭
C．加入合适的催化剂      D．适当缩小容器的体积
（3）研究表明：反应CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

若反应在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的浓度均为0.020mol·L^﹣1，在该条件下达到平衡时，CO的转化率为              ．
（4）用CO做燃料电池电解CuSO₄溶液、FeCl₃和FeCl₂混合液的示意图如图1所示，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极．工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同．

①乙中A极产生的气体在标准状况下的体积为             ．
②丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2所示，则图中③线表示的是            （填离子符号）的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要             mL 5.0mol·L^﹣1 NaOH溶液．

已知热化学方程式H^＋(aq)＋OH^－(aq)===H₂O(l) ΔH＝－57.3kJ/mol，
（1）实验室用0.25 L 0.10mol/L的一元强酸和强碱中和，若中和后溶液体积为0.5 L，中和后的溶液的比热容为4.2×10^－3kJ/(g·℃)，且密度为1.0g/mL，则溶液温度升高____________℃。
（2）将V₁mL 1.0mol/L HCl溶液和V₂mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V₁＋V₂＝50mL)。下列叙述正确的是(    )

A．做该实验时环境温度为22℃
B．该实验表明化学能可能转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
（3）关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是(   )
A．组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在不分解的情况下，使氢气成为二级能源
B．设法将太阳能聚焦产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找催化剂使水分解，同时释放能量
D．寻找特殊化学物质用于开发廉价能源，以分解水取得能源
（4）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。
①C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1
②CO₂(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH₂＝＋172.5 kJ·mol^－1
③S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)ΔH₃＝－296.0 kJ·mol^－1
请写出CO与SO₂反应的热化学方程式：                           。

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
（1） I₂O₅可使H₂S、CO、HCl等氧化,常用于定量测定CO的含量。已知:
2I₂(s)+5O₂(g)2I₂O₅(s) ΔH="-75.56" kJ·mol^-1
2CO(g)+O₂(g)2CO₂(g) ΔH="-566.0" kJ·mol^-1
写出CO(g)与I₂O₅(s)反应生成I₂(s)和CO₂(g)的热化学方程式:                    。
（2） 降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) ΔH<0
①该反应的化学平衡常数表达式为K=                       。
②一定条件下,将体积比为1∶2的NO、CO气体置于恒容密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是             (填字母)。
a. 体系压强保持不变
b. 混合气体颜色保持不变
c. N₂和CO₂的体积比保持不变
d. 每生成1 mol N₂的同时生成2 mol NO
③若在一定温度下,将2 mol NO、1 mol CO充入1 L固定容积的容器中, 反应过程中各物质的浓度变化如下图所示。若保持温度不变,20 min时再向 容器中充入CO、N₂各0.6 mol,平衡将         (填“向左”、“向右”或“不”)移动。20 min时,若改变反应条件,导致N₂浓度发生如右图所示的变化,则改变的条件可能是          (填字母)。a. 加入催化剂     b. 降低温度  c. 增加CO₂的量

肼（N₂H₄）与N₂O_4,是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
（1）已知2N₂H₄（l）+ N₂O₄（l）= 3N₂（g） +4H₂O（l）  △H=－1225KJ/mol

则使1 mol N₂O₄（l）完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是              。
（2）800℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO₂（g）  2NO（g） +O₂（g）  △H＞0，若开始向容器中加入1 mol/L的NO₂，反应过程中NO的产率随时间的变化如下图曲线I所示。

①反应Ⅱ相对于反应I而言，改变的条件可能是              。
②请在图中绘制出在其它条件与反应I相同时，反应在820℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线。
③800℃时，若开始时向容器中同时加入1 mol/L NO、0.2 mol/L O₂、0.5 mol/L NO₂，则v（正）         v（逆）。
（3）己知N₂O₄（g） 2NO₂（g）  △H=+57.20kJ/mol，t时，将一定量的NO₂、N₂O₄,充人一个容器为2L的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：

①c（ X）代表             （填化学式）的浓度，该反应的平衡常数K=             。
②前10 min内用NO₂表示的反应速率为          ，20 min时改变的条件是           ；重新达到平衡时，NO₂的百分含量          （填选项前字母）。
a．增大      b．减小      c．不变      d．无法判断

氧元素性质活泼，在众多的含氧化合物中氧元素显-2价，但也能形成一定数量的显正价的化合物。
（1）OF₂是一种棕黄色有恶臭的气体，有极强的氧化性。
①OF₂中氧元素的化合价为               。
②将F_z通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、盐等物质，相应反应的化学方程式为________________。
（2）过氧化氢是一种绿色氧化剂、还原剂，工业上有多种方法制备H₂O₂。
①研究表明，H₂O₂相当于二元弱酸，则它的一级电离方程式为           ，已知常温下1L的H₂O₂相当于48.3 mol，其K₁≈1．67×10 ^-12．则该温度下H₂O₂中c（H^＋）约为          ，写出它与足量Ba（OH）₂反应的化学方程式为             。
②乙基蒽醌法是制备过氧化氢最常用的方法，其主要过程可以用右图表示，写出此过程的总反应方程式

③空气阴极法制备H₂O₂是一种环境友好型、节能型制备方法，电解总方程式，则阳极上电极反应式为                    。
（3）氧也能与钾元素形成K₂O、K₂O₂、KO₂、KO₃等氧化物，其中KO₂是一种比Na₂O₂效率高的供氧剂，写出它与CO₂反应的化学方程式                     。

［化学—选修（二）化学与技术］常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。

（1）填充物用60℃温水溶解，目的是                            。
（2）操作A的名称为                  。
（3）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是                      （用化学方程式表示）。铜帽溶解完全后，可采用_________方法除去溶液中过量的H₂O₂。
（4）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，其负极的电极反应式为            。
（5）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为 2MnO(OH)+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O。
①当1 mol MnO₂参加反应时，共有          mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该应的化学方程式：                    。
（6）锌锰干电池所含的汞可用KMnO₄溶液吸收。在不同pH下，KMnO₄溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示：

根据上图可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率             。
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO₄在酸性条件下           强。

发生在天津港“8·12”特大火灾爆炸事故，再一次引发了人们对环境问题的关注。
（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)==H₂O(g) ΔH₁＝－241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋1/2O₂(g)===CO(g)  ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为：                         。
（2）由于CaC₂、金属钠、金属钾等物质能够跟水反应给灾后救援工作带来了很多困难。如果在实验室，你处理金属钠着火的方法是                         。
（3）事故发生后,爆炸中心区、爆炸区居民楼周边以及海河等处都受到了严重的氰化物污染。处理NaCN的方法是：用NaClO在碱性条件下跟NaCN反应生成无毒害的物质，试写出该反应的离子反应方程式            。
（4）电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO₃^-的原理如图所示，电源正极为     （填“a”或“b”）；若总反应为4NO₃^-+4H⁺=5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，则阴极反应式为                   。

（5）欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr₂O₇^2-转化为Cr(OH)₃沉淀除去。已知在常温下：Ksp[Fe(OH)₂]= 1×10^－15、Ksp[Fe(OH)₃]= 1×10^－38、Ksp[Cr(OH)₃]= 1×10^－23，当离子浓度在1×10^－5mol/L以下时认为该离子已经完全沉淀，请回答：
①相同温度下Fe(OH)₃的溶解度       Cr(OH)₃的溶解度（填“>”、“<”或“=”）
②浓度为0.1mol/L的Fe²⁺与10. 0mol/L Cr³⁺同时生成沉淀的pH范围是       。

金属冶炼和处理常涉及电化学反应。
（1）冶炼或冶炼提纯下列相应金属时没有采用到电解法的是
a．Fe           b．Na       c．Cu      d．Al
（2）右图为电解精炼银的示意图，               （填a或b）极为含有杂质的粗银；电解过程中，若b极伴有少量无色气体生成，在空气中变红棕色，则生成气体的电极反应式为____________________

（3）银白光亮的银器用久后表面易出现黑斑（Ag₂S），为处理黑斑，将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag₂S转化为Ag，食盐水的作用为                 。
（4）右图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质为CuSO₄溶液（足量）。通电一定时间后，A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g ，则A合金中Cu、Zn原子个数比为                  。

在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。
（1）常温下，将0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，若混合液体积等于两溶液体积之和，则混合液中下列关系正确的是
A．c（HA）＜c（A^－）               B．c（HA）一定大于0.1mol/L
C．c（Na⁺）＝c（HA）+c（A^－）       D．2c（OH^－）＝2c（H⁺）＋[c（HA）－c（A^－）]
（2）常温下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO₂因逸出未画出）物质的量分数（纵轴）随溶液pH变化的部分情况如下图所示。

回答下列问题：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-（填：“能” 或“不能”）              大量共存。
②当pH=7时，溶液中各种离子其物质的量浓度之间的等量关系是：                    。
③ 已知在25℃时，CO₃^2-水解反应的平衡常数K_h==2×10^－4，当溶液中c（HCO₃^-）︰c（CO₃^2-）=2︰1时，溶液的pH=                     。